【代码开源】基于 STM32 的智能空气加湿器设计与实现
随着智能家居的普及，空气加湿器不再只是“能喷雾”的简单设备，而是逐步走向自动化、可视化和联网化。本文将带你完整了解一个基于 STM32 的智能空气加湿器的设计过程，包括传感检测、自动控制、显示交互、电路方案和软件逻辑。项目简单易上手，适合入门与进阶开发者参考。
源码分享
直接放到之前写的文章里了，免费开源，下载学习即可。
https://blog.csdn.net/weixin_52908342/article/details/155617572
一、项目概述
本项目基于 STM32F103C8T6 微控制器，通过温湿度传感器实时检测室内环境湿度，结合雾化模块实现加湿功能，并借助 OLED 显示屏与按键实现人机交互。同时，搭载风扇调速、电量监测、自动模式、定时加湿等实际可用的功能，让整个加湿器更具智能属性。
二、系统功能设计
1. 自动湿度控制
- 使用 DHT22 / SHT30 / AHT20 等温湿度传感器采集数据。
- 用户可设置目标湿度（如 50%–60% RH）。
- 当空气湿度低于设定值时自动开启雾化器，高于设定值则自动停止。
2. PWM 雾化片驱动
- 24V 超声波雾化片（常见加湿器核心）使用 MOS 管进行开关控制。
- 支持 PWM 调节雾化强度（弱、中、强三挡）。
3. 风扇风量调节
- 12V 风扇用于气流扩散，通过 TIM PWM 实现三档风速：低速、中速、强力模式。
4. OLED 信息显示
显示内容包括：
- 当前湿度 / 温度
- 加湿器工作模式
- 风速档位
- 定时剩余
- 电量（可选锂电池版）
5. 按键控制 / 旋钮输入
- 短按切换模式
- 长按进入设置
- 旋钮调节湿度目标值
- 定时功能：1h / 2h / 4h 自动关闭
6. 多重安全保护
- 缺水保护：水位开关检测水箱液位不足自动停止。
- 过温保护：雾化片温度异常立即停止工作。
- 电源监测：电压异常自动提示并关机。
三、硬件设计方案
1. 主控：STM32F103C8T6
32 位 ARM Cortex-M3，资源充足、性价比高，非常适合做家电控制。
外设占用：
| 功能 | 外设 |
|---|---|
| 温湿度检测 | I2C / GPIO |
| OLED 显示 | I2C/SPI |
| 风扇调速 | PWM (TIMx_CHx) |
| 按键输入 | GPIO + 外部中断 EXTI |
| 水位检测 | GPIO |
| 雾化控制 | PWM + MOS 管 |
| 供电检测 | ADC 输入 |
2. 雾化模块驱动
常用驱动拓扑如下：
STM32 PWM → MOSFET → 24V 雾化片 + 驱动板
注意事项：
- 加大 MOSFET 散热，选 IRLZ44N 等低压大电流 MOS 管。
- 雾化模块与 MCU 电源必须隔离，使用独立 24V+5V 降压模块。
3. 温湿度传感器
推荐 SHT30（I2C 接口、稳定、适合家电使用），布置在远离水雾的进风口位置。
4. 显示模块
0.96 寸或 1.3 寸 OLED（I2C/SPI）
节能、显示效果好，适合此类消费电子项目。
5. 水位检测
方案可选：
- 磁簧开关 + 浮球（可靠、便宜）
- 电容式水位检测（更高端）
6. 散热风扇
常见 12V 大风量风扇，通过 PWM 调速实现三档模式。
四、软件框架设计
软件整体采用 FreeRTOS 或裸机都可，这里以任务划分说明逻辑。
1. 主任务划分
| 模块 | 功能 |
|---|---|
| 传感器任务 | 读取温湿度数据 |
| 控制任务 | 湿度控制、风扇控制、定时逻辑 |
| 显示任务 | OLED 刷新 UI |
| 输入任务 | 按键扫描、旋钮解码 |
| 保护任务 | 水位、温度、电压保护 |
2. 自动加湿逻辑
if (湿度 < 目标湿度 - HYSTERESIS) {
开启雾化器();
风扇进入中档；
}
else if (湿度 > 目标湿度 + HYSTERESIS) {
关闭雾化器();
}
其中 HYSTERESIS 为回差控制，避免反复开关。
3. 风扇 PWM 控制
风速等级 0 → PWM = 0%
风速等级 1 → PWM = 30%
风速等级 2 → PWM = 60%
风速等级 3 → PWM = 100%
4. 定时功能实现
定时器每秒递减计时，归零则关闭系统。
5. OLED UI 设计
显示布局示例：
湿度： 48% 模式：自动
温度： 21.4℃
雾化：中档 风速：2档
定时：剩余 1:45
五、项目亮点
全自动环境感知调节
不需要用户频繁控制，加湿效率更高。多重安全保护
适合长期运行在家庭环境中。功率可控、能耗可控
不同模式对应不同雾化频率，节能效果明显。可跨平台扩展
可拓展 WiFi（ESP8266 / ESP32）实现手机远程调节。
六、可选拓展功能
APP 控制 + MQTT 联网
实现手机实时监控和远程操作。空气质量检测（PM2.5）
与空气净化器协同工作。环境语音交互
集成 LD2450 声源定位 + TTS。加湿量闭环控制
使用雾化输出流量传感器精准控制。
七、结语
这个智能空气加湿器项目能够完整覆盖 STM32 的 ADC、PWM、I2C、定时器、按键扫描、显示、保护逻辑等常用开发技能，是一个非常适合作为课程设计、毕业设计或业余 DIY 的硬件项目。
本项目通过STM32单片机构建了一款智能空气加湿器，实现了温湿度自动监测与调控、智能显示以及远程控制等功能。在硬件方面，系统整合了湿度传感器、温度传感器、超声波雾化模块以及OLED显示屏，实现了环境数据的实时采集和直观展示。在软件方面，基于STM32的控制程序通过PID调节算法对加湿器进行精确控制，同时支持定时和手动模式，提高了使用灵活性与舒适度。
整个项目展示了嵌入式开发在智能家居领域的应用潜力，STM32的高性能与丰富外设接口，使得系统响应速度快、稳定性高。未来，该智能加湿器还可以结合物联网技术，实现手机远程控制与数据分析，进一步提升用户体验和系统智能化水平。
